El cemento se inventó hace aproximadamente 2000

INTRODUCCIÓN

El cemento se inventó hace aproximadamente 2000 años por los romanos, de forma totalmente fortuita, como ha ocurrido con otros inventos. Al hacer fuego en un agujero recubierto de piedras, consiguieron deshidratar y descarbonatar parcialmente las piedras calcáreas o el yeso, convirtiéndolas en polvo que se depositó entre las piedras. Al llover, dicho polvo unió las piedras entre sí.

Los egipcios utilizaron un cemento fabricado con yeso impuro calcinado, que sirvió para unir los bloques de piedra en la construcción de las pirámides. El secreto de la durabilidad del cemento se perdió y en la Edad Media tan solo fue posible fabricar cemento de mediana calidad.

En 1756, Smeaton descubrió que los mejores cementos se obtenían al mezclar caliza con un 20- 25% de materia arcillosa. En 1845, Johnson fijó las proporciones de materias primas a utilizar, así como la temperatura de cocción, con lo que se asistió al inicio de la industria de cemento Portland. Dicho nombre le fue dado por su similitud con la piedra de Portland.

Actualmente, hay tres procesos de fabricación de cemento que utilizan hornos rotativos desarrollados en Inglaterra en 1855: vía seca, vía seca con pre-calentamiento / pre-calcinación y vía húmeda.

CEMENTO

1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ELABORACION DEL CEMENTO:

CHANCADO PRIMARIO

Equipo: chancador de tipo cono, que tritura el material por presión, reduce de 1m – 25 cm. Las capacidades promedio están entre 1.500 – 1.600 tm/h con un consumo eléctrico de 450 kw / 6.600 v. El material se deposita en silos abiertos de capacidad promedio de 200.000 tm.

CHANCADO SECUNDARIO

Del silo se dosifica y transporta a la chancadora secundaria, donde se reduce de 25 cm – 19 mm con una producción promedio de 600 tm/h

El equipo se denomina molino de martillo, que consta de 136 martillos de 67 kg cada uno y una velocidad de rotación de 420 rpm, 1.000 kw / 6.600 v.

TRANSFERENCIA Y CRIBADO

La clasificación del material reducido es mediante zarandas, los cuales se encargan de separar la caliza mayor de 19 mm que se regresan al molino de martillo. El material de menor dimensión es enviado a una cancha de pre-homogenización. Se tiene una estación de muestreo.

PRE – HOMOGENIZADOR

El pre-homogenizador es una cancha de tipo circular de 108 m de diámetro, con capacidad de 110.000 tm. La caliza es depositada en capas sucesivas por una faja telescópica apilada que recorre un ángulo prefijado, una vez que se alcanza la altura necesaria de una ruma se pasa a otra.

MOLIENDA Y HOMOGENIZACIÓN

Se produce en los molinos de crudo que utiliza bolas metálicas de acero, con diámetro de 4,4 m y longitudes de 15,75 m y una velocidad de rotación de 15 rpm, contiene aproximadamente 280 tm de bolas, con capacidades de 350 – 400 tm/h. La reducción es de 19 mm a un polvo denominado crudo

El crudo es transportado por medio de fajas al silo de homogenización que trabaja con ventiladores de aire, produciéndose una mezcla uniforme por medio neumático. El material homogenizado es almacenado en los silos de crudo. El silo homogenizador tiene cuatro cuadrantes y en el fondo posee una loza porosa de grosor de 3 – 5 cm.

PRECALENTAMIENTO (100 – 900°C)

Consta de cuatro niveles de ciclones, ubicados unos encima de otros en un edificio de 70 m de alto el crudo homogenizado se alimenta por el extremo superior, pasando a través de los ciclones en donde se precalienta por acción de los gases generados en el quemador del horno. En esta etapa, el crudo comienza a descarbonatarse, iniciándose el proceso de transformación termoquímica del crudo. Eliminación del agua libre y adsorbida, descomposición de la arcilla con formación de caolinita, descomposición de la metacaolinita y descomposición de la caliza

SINTERIZACIÓN

La sinterización es un proceso en el cual, el crudo es llevado paulatinamente hasta la temperatura de 1,450 – 1,500°c, temperatura en la cual, se generan reacciones químicas entre los diferentes óxidos producidos. El producto de salida se denomina clinker las reacciones principales son:  [pic 1]

El horno es de tipo rotatorio, recubierto en su interior de ladrillos refractarios. Las dimensiones aproximadas son: diámetro de 5,2 m, longitud de 85 m y una pendiente de 3°. El movimiento es lento (3 rpm) apoyados en rodillos e impulsados por un sistema motor – piñón – corona. El combustible utilizado es residual 6 o carbón pulverizado. Los gases con materiales particulados son tratados en electrofiltros el quemador se encuentra en la parte más baja. La capacidad del horno normalmente supera los 3000 tm/día, 550 kw.

ENFRIAMIENTO

Es una operación de eliminar el calor que posee el clinker, el equipo esta compuesto por placas fijas y móviles, dispuestas en forma alternada con pequeños orificios, por donde pasa el aire insuflado por nueve ventiladores que producen 450.000 m3/h. El cliker es enfriado de 1,200°c hasta 180°c. Al final del enfriador, se encuentra instalado un triturador de cinco rodillos para reducir el clinker a un máximo de 10 mm. El enfriamiento del clinker se completa en los silos abiertos a temperatura ambiental.

MOLIENDA DEL CEMENTO

La molienda tiene tres fases: reducir el tamaño del clinker, adicionar el yeso y dosificar puzolana. El tipo de cemento depende de la cantidad de yeso y puzolana agregada la molienda se realiza en dos operaciones en serie:

1. Mediante dos prenzas de rodillo, que inician el trabajo de molienda, cuya capacidad es de 115 tm/h (8% rm 325)
2. La molienda continúa con dos molinos de bolas de capacidad de 100 tm/h, diámetro de 4,4 m y longitud 14,4 m. Contiene en su interior 300 tm de bolas reduciendo, el cemento a fineza 10 – 12% rm 325

Los molinos trabajan en circuito cerrado y poseen revestimiento de acero al manganeso 

ALMACENAMIENTO

El cemento obtenido es transportado mediante fajas transportadoras a ocho silos de cemento, donde es almacenado para su posterior envasado y despacho. El cemento debe de ser almacenado en lugares cubiertos para protegerlos de la humedad y ventilados para evitar la carbonatación. No debe de estar en contacto con el suelo, se recomienda el uso de parihuelas.

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